專(zhuān)利名稱(chēng)：采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的大氣溫度探測(cè)儀的外定標(biāo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種星載微波輻射計(jì)的外定標(biāo)技術(shù)，尤其涉及一種用于采用干涉 式孔徑綜合技術(shù)的圓環(huán)陣列型地球同步軌道毫米波大氣溫度探測(cè)儀的外定標(biāo)裝置。
背景技術(shù)：
目前作為國(guó)際研究熱點(diǎn)的地球同步軌道毫米波大氣溫度探測(cè)儀是一種采用干涉 式孔徑綜合技術(shù)的高靈敏星載微波輻射計(jì)。靜止軌道氣象衛(wèi)星飛行高度很高，通常在35860 公里，因此靜止軌道探測(cè)儀要獲得足夠的空間分辨率，必須加大天線(xiàn)尺寸。干涉式孔徑綜合 成像技術(shù)是用稀疏的多個(gè)小口徑單元天線(xiàn)等效成大口面天線(xiàn)解決了大口面、高精度毫米波 天線(xiàn)制造、在軌機(jī)械掃描以及形變等問(wèn)題。這種干涉式綜合孔徑微波輻射計(jì)可以采用圓環(huán)陣列旋轉(zhuǎn)掃描分時(shí)采樣方案設(shè)計(jì) 方案。22個(gè)單元天線(xiàn)分布在直徑為2. 5 3米圓環(huán)上，勻速旋轉(zhuǎn)分時(shí)采樣。該探測(cè)儀的單 元天線(xiàn)、毫米波前端分布在圓環(huán)直徑上；公共噪聲源與本振單元位于圓環(huán)中心；電源單元、 高速數(shù)字處理單元、通訊與系統(tǒng)控制單元安裝在圓環(huán)背面；掃描機(jī)構(gòu)安裝在艙內(nèi)，與衛(wèi)星艙 板緊固連接；掃描機(jī)構(gòu)輸出軸帶動(dòng)圓環(huán)掃描。這種地球同步軌道毫米波大氣溫度探測(cè)儀能夠?qū)δ繕?biāo)亮溫分布進(jìn)行成像，其成像 原理簡(jiǎn)單說(shuō)就是將天線(xiàn)陣列中任兩根天線(xiàn)接收信號(hào)之間進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，獲得目標(biāo)圖像的對(duì) 應(yīng)這對(duì)天線(xiàn)組(稱(chēng)為基線(xiàn))的空間頻率數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的稀疏天線(xiàn)陣列能夠獲得足夠 量的基線(xiàn)組合進(jìn)行目標(biāo)圖像空間頻率盡量完整覆蓋的測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)而使用成像反演算法重 建目標(biāo)的亮溫圖像。另外，干涉式孔徑綜合技術(shù)能夠突破傳統(tǒng)微波輻射計(jì)分辨率低的瓶頸，但是也使 得系統(tǒng)本身的復(fù)雜度大大增加。系統(tǒng)的復(fù)雜度也同時(shí)增加了系統(tǒng)定標(biāo)的難度。遙感儀器都 需要定標(biāo)來(lái)精確地修正儀器結(jié)構(gòu)自身的誤差，確定儀器輸出與目標(biāo)真實(shí)輸入之間的關(guān)系， 實(shí)現(xiàn)儀器輸出數(shù)據(jù)定量化，滿(mǎn)足應(yīng)用需求。為了配合定標(biāo)，在探測(cè)儀內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)公共噪 聲源作為相干噪聲源提供內(nèi)校準(zhǔn)信號(hào)用于輸出可視度函數(shù)參數(shù)的校準(zhǔn)；每個(gè)接收通道設(shè)置 一個(gè)匹配負(fù)載作為非相干噪聲源用于校準(zhǔn)接收通道耦合引起的系統(tǒng)偏置。這些內(nèi)部定標(biāo)源 可以完成探測(cè)儀相關(guān)器輸出值的相位值校正，但是完成不了儀器的輸出幅度絕對(duì)大小的定 標(biāo)。解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)思路是再設(shè)置一個(gè)不同溫度公共噪聲源，通過(guò)設(shè)置復(fù)雜的步驟和 算法也可以完成儀器的輸出幅度絕對(duì)大小的定標(biāo)，但是這種方法的缺點(diǎn)是它不計(jì)入天線(xiàn) 端參數(shù)的影響且步驟復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于采用干涉式孔徑綜合技 術(shù)的圓環(huán)陣列型地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀的外定標(biāo)裝置。是根據(jù)探測(cè)儀天線(xiàn)陣列的特 點(diǎn)設(shè)計(jì)的一種外定標(biāo)結(jié)構(gòu)作為綜合孔徑微波輻射計(jì)單通道全功率定標(biāo)裝置，能夠直接完成 幅度絕對(duì)量的定標(biāo)，結(jié)合相位校正，進(jìn)而得到整個(gè)設(shè)備的定標(biāo)。其充分應(yīng)用圓環(huán)排布天線(xiàn)陣列旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，這種外定標(biāo)裝置只需要兩個(gè)不同溫度外定標(biāo)源(定標(biāo)黑體溫度和冷空背景 溫度)就可以確定陣列中所有天線(xiàn)和接收機(jī)通道的系統(tǒng)響應(yīng)。利用該裝置可以實(shí)時(shí)標(biāo)定出 系統(tǒng)輸出的的絕對(duì)量，定標(biāo)精度高，并提供可靠的噪聲溫度標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)定期定標(biāo)不僅可以掌 握探測(cè)儀的系統(tǒng)工作狀態(tài)并且能夠找出輸出數(shù)據(jù)與輸入信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣 溫度探測(cè)儀的外定標(biāo)裝置，包括安裝桿、安裝在所述安裝桿的一端且頻率與探測(cè)儀相匹配 的定標(biāo)輻射源、以及安裝在所述安裝桿的另一端的冷空反射鏡。該外定標(biāo)裝置安裝在地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀圓環(huán)天線(xiàn)陣列的直徑上，所述 定標(biāo)輻射源作為一個(gè)已知高溫源輻射進(jìn)入探測(cè)儀天線(xiàn)，所述冷空反射鏡用于將冷空背景溫 度反射進(jìn)入探測(cè)儀天線(xiàn)主波束內(nèi)作為一個(gè)已知低溫源。該外定標(biāo)裝置在軌每隔一定時(shí)間進(jìn)行一次定標(biāo)數(shù)據(jù)獲取，為了不影響天線(xiàn)觀測(cè)地 面目標(biāo)，將探測(cè)儀在軌工作流程就分成觀測(cè)模式和定標(biāo)模式兩種。在觀測(cè)模式下，所述定標(biāo) 輻射源與冷空反射鏡轉(zhuǎn)離天線(xiàn)視場(chǎng)，不影響天線(xiàn)觀測(cè)目標(biāo)亮溫，此時(shí)探測(cè)儀對(duì)進(jìn)入天線(xiàn)的 地物目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，相應(yīng)輸出每個(gè)接收機(jī)的全功率測(cè)量值以及地物歸一化相關(guān)值；在 定標(biāo)模式下，所述定標(biāo)輻射源與冷空反射鏡轉(zhuǎn)入天線(xiàn)視場(chǎng)，接收開(kāi)關(guān)打到天線(xiàn)端口，隨著陣 列旋轉(zhuǎn)，每個(gè)天線(xiàn)單元逐個(gè)掃描一遍定標(biāo)輻射源以及冷空反射鏡反射進(jìn)入天線(xiàn)的冷空背景 溫度來(lái)獲取定標(biāo)數(shù)據(jù)，此時(shí)，探測(cè)儀通過(guò)接收兩個(gè)已知定標(biāo)源的輻射溫度的輸出值計(jì)算全 功率接收定標(biāo)參數(shù)，然后，接收開(kāi)關(guān)再打到內(nèi)部公共噪聲源溫度，通過(guò)輸出值計(jì)算其他定標(biāo) 參數(shù)；最后，利用觀測(cè)模式下所獲得的輸出電壓以及在定標(biāo)模式下所獲得的各定標(biāo)參數(shù)計(jì) 算得到最終的可視度函數(shù)。這里，天線(xiàn)陣列旋轉(zhuǎn)周期(4分鐘左右)內(nèi)接收機(jī)的漂移可以忽略，能夠滿(mǎn)足多通 道接收機(jī)定標(biāo)要求。這種外方法結(jié)合了儀器的結(jié)構(gòu)便于工程實(shí)現(xiàn)，而且能夠完成校準(zhǔn)天線(xiàn) 陣列眾多天線(xiàn)和接收通道的任務(wù)。定期定標(biāo)不僅可以掌握探測(cè)儀的系統(tǒng)工作狀態(tài)并且能夠 找出輸出數(shù)據(jù)與輸入信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外，本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀的 外定標(biāo)裝置的具體外定標(biāo)過(guò)程如下l)Tsys系統(tǒng)溫度參數(shù)定標(biāo)利用微波輻射計(jì)接收機(jī)線(xiàn)性化特點(diǎn)使用兩點(diǎn)定標(biāo)原理， 在定標(biāo)模式下，外定標(biāo)裝置展開(kāi)使得定標(biāo)源對(duì)準(zhǔn)天線(xiàn)口面，測(cè)量各個(gè)接收機(jī)的全功率輸出 v。utB■和v。ut;^氣通過(guò)下述公式求出系數(shù)a及b， 然后，探測(cè)儀進(jìn)行觀測(cè)地物時(shí)的第k個(gè)接收機(jī)的系統(tǒng)溫度的Tsysk是天線(xiàn)溫度與接 收機(jī)等效噪聲溫度的總和，則由系數(shù)a、b及在觀測(cè)模式下探測(cè)儀全功率輸出電壓值v。utttft 計(jì)算出來(lái) 2)相位誤差修正后kj基線(xiàn)歸一化復(fù)相關(guān)值Mkj及接收機(jī)有限帶寬引起的去相關(guān)效 應(yīng)kj基線(xiàn)fringe-washing因子Gkj參數(shù)定標(biāo)利用內(nèi)部公共噪聲源產(chǎn)生的相關(guān)噪聲注入、 相關(guān)器輸出的歸一化相關(guān)值以及各個(gè)通道接收機(jī)的全功率輸出值v。ut通過(guò)下述具體步驟進(jìn) 行參數(shù)定標(biāo)21)接收機(jī)k以及接收機(jī)j的正交相位誤差e qk和e qJ的估算探測(cè)儀接收開(kāi)關(guān) 打到內(nèi)部公共噪聲源，接收機(jī)k和接收機(jī)j接收其產(chǎn)生的相關(guān)噪聲信號(hào)，相關(guān)器對(duì)信號(hào)正交 分量q、同相分量i之間的歸一化相關(guān)輸出Mkf和經(jīng)下面公式估算， 22)相位誤差修正后kj基線(xiàn)歸一化復(fù)相關(guān)值Mk/al估算 23) kj基線(xiàn)fringe-washing因子Gkj估算周期注入相關(guān)噪聲源，全功率測(cè)量值和 相位誤差修正后的歸一化相關(guān)輸出值通過(guò)下面公式估算， 其中，是將公共噪聲源輻射信號(hào)均分給各個(gè)接收機(jī)通道的功分器的物理溫 度，通過(guò)貼在上面的溫度傳感器獲得；T11， 是噪聲源的等效噪聲溫度；Sk是k路功分器的S 參數(shù)；S/是j路功分器的S參數(shù)取共軛值；3)探測(cè)儀最終結(jié)果可視度函數(shù)Vw定標(biāo)利用所述步驟1)和步驟2)定標(biāo)過(guò)的各 個(gè)系數(shù)，使用如下公式準(zhǔn)確標(biāo)定最終可視度函數(shù)Vkj， 本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀的外定
標(biāo)裝置的有益效果在于根據(jù)探測(cè)儀天線(xiàn)陣列的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的一種外定標(biāo)結(jié)構(gòu)作為綜合孔徑
微波輻射計(jì)單通道全功率定標(biāo)裝置，能夠直接完成幅度絕對(duì)量的定標(biāo)，結(jié)合相位校正，進(jìn)而
得到整個(gè)設(shè)備的定標(biāo)。其充分應(yīng)用圓環(huán)排布天線(xiàn)陣列旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，這種外定標(biāo)裝置只需要
5兩個(gè)不同溫度外定標(biāo)源(定標(biāo)黑體溫度和冷空背景溫度)就可以確定陣列中所有天線(xiàn)和接 收機(jī)通道的系統(tǒng)響應(yīng)。利用該裝置可以實(shí)時(shí)標(biāo)定出系統(tǒng)輸出的的絕對(duì)量，定標(biāo)精度高，并提 供可靠的噪聲溫度標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)定期定標(biāo)不僅可以掌握探測(cè)儀的系統(tǒng)工作狀態(tài)并且能夠找出 輸出數(shù)據(jù)與輸入信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該外定標(biāo)裝置能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算出系統(tǒng)中各個(gè)通道的定標(biāo)系 數(shù)八-是整個(gè)系統(tǒng)定標(biāo)的必要組成部分。

圖1是本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀 的外定標(biāo)裝置的結(jié)構(gòu)構(gòu)成示意圖。圖2是本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀 觀測(cè)模式下的外定標(biāo)裝置與探測(cè)儀連接時(shí)的狀態(tài)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀 定標(biāo)模式下的外定標(biāo)裝置與探測(cè)儀連接時(shí)的狀態(tài)示意圖。圖4是本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀 及其外定標(biāo)裝置的連接構(gòu)成框圖。圖5是本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀 的外定標(biāo)裝置的外定標(biāo)流程框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同 步軌道大氣溫度探測(cè)儀的外定標(biāo)裝置進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀 的外定標(biāo)裝置的結(jié)構(gòu)構(gòu)成示意圖。圖2是本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同 步軌道大氣溫度探測(cè)儀觀測(cè)模式下的外定標(biāo)裝置與探測(cè)儀連接時(shí)的狀態(tài)示意圖。圖3是本 實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀定標(biāo)模式下的外定 標(biāo)裝置與探測(cè)儀連接時(shí)的狀態(tài)示意圖。如圖1 圖3所示，本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑 綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀的外定標(biāo)裝置，包括安裝桿2、定標(biāo)輻射源1、冷 空反射鏡3，其中，安裝桿2的一端安裝與儀器頻率匹配的定標(biāo)輻射源1 ；另一端安裝一面冷 空反射鏡3。該外定標(biāo)裝置安裝在采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀 圓環(huán)天線(xiàn)陣列的直徑上，定標(biāo)輻射源1作為一個(gè)已知高溫源輻射溫度信號(hào)進(jìn)入探測(cè)儀天 線(xiàn)，冷空反射鏡3用于將冷空背景溫度反射進(jìn)入探測(cè)儀天線(xiàn)主波束內(nèi)作為一個(gè)已知低溫 源。該外定標(biāo)裝置在軌每隔一定時(shí)間就進(jìn)行一次定標(biāo)數(shù)據(jù)獲取，為了不影響天線(xiàn)觀測(cè) 地面目標(biāo)，將探測(cè)儀在軌工作流程就分成觀測(cè)模式和定標(biāo)模式兩種。如圖2所示，在觀測(cè)模式下定標(biāo)輻射源1與冷空反射鏡3轉(zhuǎn)離天線(xiàn)視場(chǎng)，不影響天 線(xiàn)觀測(cè)目標(biāo)亮溫。如圖3所示，在定標(biāo)模式下定標(biāo)輻射源1與冷空反射鏡3轉(zhuǎn)入天線(xiàn)視場(chǎng)，隨著陣列 旋轉(zhuǎn)，每個(gè)天線(xiàn)單元逐個(gè)掃描一遍定標(biāo)輻射源1以及冷空反射鏡3反射進(jìn)入天線(xiàn)的冷空背景溫度來(lái)獲取定標(biāo)數(shù)據(jù)。這里，天線(xiàn)陣列旋轉(zhuǎn)周期(4分鐘左右)內(nèi)接收機(jī)的漂移可以忽略， 能夠滿(mǎn)足多通道接收機(jī)定標(biāo)要求。這種外方法結(jié)合了儀器的結(jié)構(gòu)便于工程實(shí)現(xiàn)，而且能夠 完成校準(zhǔn)天線(xiàn)陣列眾多天線(xiàn)和接收通道的任務(wù)。定期定標(biāo)不僅可以掌握探測(cè)儀的系統(tǒng)工作 狀態(tài)并且能夠找出輸出數(shù)據(jù)與輸入信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖4是本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀 及其外定標(biāo)裝置的連接構(gòu)成框圖。如圖4所示，采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道 大氣溫度探測(cè)儀由單元天線(xiàn)組成的天線(xiàn)陣列、毫米波前端及接收機(jī)、高速數(shù)字處理單元、掃 描機(jī)構(gòu)、通信控制單元、電源單元等集成。其中，單元天線(xiàn)、毫米波前端分布在圓環(huán)直徑上； 公共噪聲源與本振單元位于圓環(huán)中心；電源單元、數(shù)字處理單元、通訊與系統(tǒng)控制單元安裝 在圓環(huán)背面；掃描機(jī)構(gòu)安裝在艙內(nèi)，與衛(wèi)星艙板緊固連接；掃描機(jī)構(gòu)輸出軸帶動(dòng)圓環(huán)掃描。為了配合定標(biāo)，探測(cè)儀每個(gè)接收單元配置了功率測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量該接收通道噪聲溫 度。公共噪聲源提供內(nèi)校準(zhǔn)信號(hào)用于輸出可視度函數(shù)參數(shù)的校準(zhǔn)。匹配負(fù)載用于校準(zhǔn)接收 通道耦合引起的系統(tǒng)偏置。本實(shí)用新型的外定標(biāo)裝置的定標(biāo)輻射源1和冷空反射鏡3將冷空背景溫度反射進(jìn) 入天線(xiàn)。在觀測(cè)模式下外定標(biāo)裝置的定標(biāo)輻射源1與冷空反射鏡3轉(zhuǎn)離探測(cè)儀的天線(xiàn)視 場(chǎng)，此時(shí)探測(cè)儀對(duì)進(jìn)入天線(xiàn)的地物目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，相應(yīng)輸出每個(gè)接收機(jī)的全功率測(cè)量 值以及地物歸一化相關(guān)值。在定標(biāo)模式下外定標(biāo)裝置的定標(biāo)輻射源1與冷空反射鏡3轉(zhuǎn)入探測(cè)儀的天線(xiàn)視 場(chǎng)，接收開(kāi)關(guān)打到天線(xiàn)端口，隨著陣列旋轉(zhuǎn)，每個(gè)天線(xiàn)單元逐個(gè)掃描一遍輻射定標(biāo)源1以及 冷空反射鏡3反射進(jìn)入天線(xiàn)的冷空背景溫度，此時(shí)，探測(cè)儀通過(guò)接收兩個(gè)已知定標(biāo)源的輻 射溫度的輸出值計(jì)算各定標(biāo)參數(shù)，然后，接收開(kāi)關(guān)再打到內(nèi)部公共噪聲源溫度，通過(guò)輸出值 計(jì)算其他定標(biāo)參數(shù)。然后，利用觀測(cè)模式下所獲得的輸出電壓以及在定標(biāo)模式下所獲得的各定標(biāo)參數(shù) 計(jì)算得到最終的可視度函數(shù)。另外，圖5是本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探 測(cè)儀的外定標(biāo)裝置的外定標(biāo)流程框圖，如圖5所示，本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技 術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀的外定標(biāo)裝置的具體外定標(biāo)過(guò)程如下1) Tsys系統(tǒng)溫度參數(shù)定標(biāo)利用微波輻射計(jì)接收機(jī)線(xiàn)性化特點(diǎn)使用兩點(diǎn)定標(biāo)原理， 在定標(biāo)模式下，外定標(biāo)裝置展開(kāi)使得定標(biāo)源對(duì)準(zhǔn)天線(xiàn)口面，測(cè)量探測(cè)儀中的各個(gè)接收機(jī)的 全功率輸出v。u/ ^n v。^^^，通過(guò)下述公式求出系數(shù)a及b， 然后，探測(cè)儀進(jìn)行觀測(cè)地物時(shí)的第k個(gè)接收機(jī)的系統(tǒng)溫度的Tsysk是天線(xiàn)溫度與接 收機(jī)等效噪聲溫度的總和，則由系數(shù)a、b及在觀測(cè)模式下探測(cè)儀全功率輸出電壓值v。utttft 計(jì)算出來(lái) 2)相位誤差修正后kj基線(xiàn)歸一化復(fù)相關(guān)值隊(duì)彳及接收機(jī)有限帶寬引起的去相關(guān) 效應(yīng)kj基線(xiàn)fringe-washing因子Gkj參數(shù)定標(biāo)利用內(nèi)部公共噪聲源產(chǎn)生的相關(guān)噪聲注 入、相關(guān)器輸出的歸一化相關(guān)值以及各個(gè)通道接收機(jī)的全功率輸出值v。ut，通過(guò)下述具體步 驟進(jìn)行參數(shù)定標(biāo)21)接收機(jī)k以及接收機(jī)j的正交相位誤差e qk和e qJ的估算探測(cè)儀接收開(kāi)關(guān) 打到內(nèi)部公共噪聲源，接收機(jī)k和接收機(jī)j接收其產(chǎn)生的相關(guān)噪聲信號(hào)，相關(guān)器對(duì)信號(hào)正交 分量q、同相分量i之間的歸一化相關(guān)輸出Mkf和經(jīng)下面公式估算， 22)相位誤差修正后kj基線(xiàn)歸一化復(fù)相關(guān)值Mk/al估算 其中，
是公共
噪聲注入kj基線(xiàn)相關(guān)器對(duì)兩同相分量的歸一化相關(guān)輸出；Mk/是公共噪聲注入kj基線(xiàn)相 關(guān)器對(duì)q分量和i分量的歸一化相關(guān)輸出；23) kj基線(xiàn)
估算周期注入相關(guān)噪聲源，全功率測(cè)量值和 相位誤差修正后的歸一化相關(guān)輸出值通過(guò)下面公式估算， 其中，是將公共噪聲源輻射信號(hào)均分給各個(gè)接收機(jī)通道的功分器的物理溫 度，通過(guò)貼在上面的溫度傳感器獲得；T11， 是噪聲源的等效噪聲溫度；Sk是k路功分器的S 參數(shù)；S/是j路功分器的S參數(shù)取共軛值；3)探測(cè)儀最終結(jié)果可視度函數(shù)Vw定標(biāo)利用所述步驟1)和步驟2)定標(biāo)過(guò)的各 個(gè)系數(shù)，使用如下公式準(zhǔn)確標(biāo)定最終可視度函數(shù)Vkj， 綜上所述，本實(shí)用新型的采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的地球同步軌道大氣溫度探測(cè) 儀的外定標(biāo)裝置根據(jù)探測(cè)儀天線(xiàn)陣列的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的一種外定標(biāo)結(jié)構(gòu)作為綜合孔徑微波輻射計(jì)單通道全功率定標(biāo)裝置，能夠直接完成幅度絕對(duì)量的定標(biāo)，結(jié)合相位校正，進(jìn)而得到整 個(gè)設(shè)備的定標(biāo)。其充分應(yīng)用圓環(huán)排布天線(xiàn)陣列旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，這種外定標(biāo)裝置只需要兩個(gè)不 同溫度外定標(biāo)源(定標(biāo)黑體溫度和冷空背景溫度)就可以確定陣列中所有天線(xiàn)和接收機(jī)通 道的系統(tǒng)響應(yīng)。利用該裝置可以實(shí)時(shí)標(biāo)定出系統(tǒng)輸出的的絕對(duì)量，定標(biāo)精度高，并提供可靠 的噪聲溫度標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)定期定標(biāo)不僅可以掌握探測(cè)儀的系統(tǒng)工作狀態(tài)并且能夠找出輸出數(shù) 據(jù)與輸入信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 星載干涉式孔徑綜合微波輻射計(jì)是目前國(guó)際研究的熱點(diǎn)。干涉式孔徑綜合技術(shù)能 夠突破傳統(tǒng)微波輻射計(jì)分辨率低的瓶頸，但是也使得系統(tǒng)本身的復(fù)雜度大大增加。系統(tǒng)的 復(fù)雜度也同時(shí)增加了系統(tǒng)定標(biāo)的難度。本文說(shuō)明論證了在衛(wèi)星平臺(tái)上設(shè)計(jì)的這種的外定標(biāo) 裝置能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算出系統(tǒng)中各個(gè)通道的定標(biāo)系數(shù)Tsys。這是整個(gè)系統(tǒng)定標(biāo)的必要組成部 分。
權(quán)利要求一種采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的大氣溫度探測(cè)儀的外定標(biāo)裝置，其特征在于，包括安裝桿、安裝在所述安裝桿的一端且頻率與探測(cè)儀相匹配的定標(biāo)輻射源、以及安裝在所述安裝桿的另一端的冷空反射鏡。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種采用干涉式孔徑綜合技術(shù)的大氣溫度探測(cè)儀的外定標(biāo)裝置。該裝置包括安裝桿、定標(biāo)輻射源和冷空反射鏡，安裝在地球同步軌道大氣溫度探測(cè)儀圓環(huán)天線(xiàn)陣列的直徑上，在軌每隔一定時(shí)間進(jìn)行一次定標(biāo)數(shù)據(jù)獲取，在觀測(cè)模式下，定標(biāo)輻射源與冷空反射鏡轉(zhuǎn)離天線(xiàn)視場(chǎng)以便天線(xiàn)觀測(cè)目標(biāo)亮溫；在定標(biāo)模式下，定標(biāo)輻射源與冷空反射鏡轉(zhuǎn)入天線(xiàn)視場(chǎng)，隨著陣列旋轉(zhuǎn)，每個(gè)天線(xiàn)單元逐個(gè)掃描定標(biāo)輻射源和冷空反射鏡反射進(jìn)入的冷空背景溫度獲取定標(biāo)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型充分應(yīng)用圓環(huán)排布天線(xiàn)陣列旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，只需兩個(gè)不同溫度外定標(biāo)源就可確定陣列中所有天線(xiàn)和接收機(jī)通道的系統(tǒng)響應(yīng)，能實(shí)時(shí)標(biāo)定出系統(tǒng)輸出的絕對(duì)量，定標(biāo)精度高并提供可靠的噪聲溫度標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01S7/40GK201600451SQ200920246089
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者劉浩, 吳季, 吳瓊, 張升偉, 閻敬業(yè) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心